雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS)為一類同時具有鐵素體α相及奧氏體γ相兩種顯微組織的鋼種,在固溶組織中兩相的相比例約為1:1,且通常情況下要求這兩相中量少相的含量不低于30%。雙相不銹鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的塑性、韌性、焊接性能及抗晶間腐蝕性能都顯著增強,此外其還擁有鐵素體不銹鋼高的導熱系數、475℃脆性及超塑性等性能特點;與奧氏體(ti)不銹鋼相比,雙相不銹鋼有較高的強度,較優的抗腐蝕疲勞、抗晶間腐蝕以及氯化物應卡聯蝕破裂特性。這些性能特點使雙相不銹鋼對結構件意外事故(如爆炸、沖撞等)的應付具有實際使用價值,所以雙相不銹鋼材料發展迅速且被廣泛地應用在造紙、石油開采、海洋運輸、軍事以及化工等領域,同時也引發了科研工作者對雙相不銹鋼的關注。


 雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)組織于(yu)(yu)(yu)1927年(nian)(nian)被Griffiths及(ji)Bain最先發(fa)現,20世(shi)紀(ji)(ji)(ji)30年(nian)(nian)代(dai)開(kai)(kai)始(shi)(shi)(shi),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)得到發(fa)展和(he)應(ying)用,典(dian)型代(dai)表(biao)為(wei)(wei)法(fa)(fa)國(guo)(guo)(guo)(guo)在(zai)1935年(nian)(nian)取(qu)得了(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)專利(li)。時至今日(ri)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展已經有(you)了(le)三(san)代(dai)歷程:第(di)一(yi)(yi)代(dai)的(de)(de)(de)(de)代(dai)表(biao)是(shi)美國(guo)(guo)(guo)(guo)20世(shi)紀(ji)(ji)(ji)40年(nian)(nian)代(dai)開(kai)(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),接(jie)(jie)著德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)、蘇聯及(ji)日(ri)本都(dou)開(kai)(kai)始(shi)(shi)(shi)探究(jiu)這(zhe)(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種。瑞典(dian)于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)(ji)60年(nian)(nian)代(dai)中(zhong)期開(kai)(kai)發(fa)了(le)3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),主要目的(de)(de)(de)(de)是(shi)顯著增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)(wu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂(lie)能(neng)(neng)(neng)力(li)。第(di)一(yi)(yi)代(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)特性(xing)是(shi)含(han)C量(liang)低、含(han)Cr量(liang)為(wei)(wei)18%,具(ju)有(you)較優的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)和(he)成(cheng)型性(xing)能(neng)(neng)(neng),被大量(liang)地應(ying)用為(wei)(wei)抗(kang)(kang)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)(wu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料;其缺點(dian)是(shi)在(zai)焊接(jie)(jie)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下,因為(wei)(wei)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)量(liang)高(gao),導致焊縫(feng)熱(re)(re)影響區韌性(xing)下降(jiang),并(bing)且耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂(lie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)耐晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)比于(yu)(yu)(yu)基體(ti)(ti)金屬(shu)較弱。因而(er)第(di)一(yi)(yi)代(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)實際運用被局限(xian)在(zai)非焊接(jie)(jie)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)(de)條件下。第(di)二(er)(er)代(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用以(yi)阿維(wei)斯塔-波拉里特公司研(yan)(yan)究(jiu)出的(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)代(dai)表(biao),這(zhe)(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)特點(dian):一(yi)(yi)是(shi)大多數(shu)都(dou)是(shi)超(chao)低碳型,并(bing)且含(han)有(you)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)Si(錫)等元素(su);二(er)(er)是(shi)含(han)N(氮)元素(su),N的(de)(de)(de)(de)加入降(jiang)低了(le)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本,減少了(le)Ni的(de)(de)(de)(de)使用,N作(zuo)為(wei)(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)形成(cheng)元素(su)能(neng)(neng)(neng)夠提升富N奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li),并(bing)且可與富Cr、Mo元素(su)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)獲得平(ping)衡(heng),進(jin)(jin)而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li),此外,N還能(neng)(neng)(neng)降(jiang)低元素(su)Cr、Ni等在(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)差異,進(jin)(jin)而(er)降(jiang)低DSS發(fa)生選擇(ze)性(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)性(xing)。第(di)二(er)(er)代(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)些特點(dian)性(xing)能(neng)(neng)(neng)促進(jin)(jin)了(le)瑞典(dian)、日(ri)本、法(fa)(fa)國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)及(ji)德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)等國(guo)(guo)(guo)(guo)家開(kai)(kai)始(shi)(shi)(shi)發(fa)展第(di)二(er)(er)代(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。第(di)三(san)代(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)以(yi)SAF2507、UR52N+、Zeron100等鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種為(wei)(wei)代(dai)表(biao),該類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)展在(zai)20世(shi)紀(ji)(ji)(ji)80年(nian)(nian)代(dai)后期稱為(wei)(wei)超(chao)級雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(Super DSS),其特性(xing)是(shi)含(han)C量(liang)只有(you)0.01%~0.02%、含(han)Mo約(yue)4%、含(han)N約(yue)0.3%、含(han)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)40%~45%,孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)當(dang)量(liang)(PREN)大于(yu)(yu)(yu)40,其抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)較優。在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展以(yi)北京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)研(yan)(yan)究(jiu)總(zong)院(yuan)于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)(ji)70年(nian)(nian)代(dai)中(zhong)期開(kai)(kai)始(shi)(shi)(shi)研(yan)(yan)究(jiu)發(fa)展DSS為(wei)(wei)標志,我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已經被收(shou)錄于(yu)(yu)(yu)國(guo)(guo)(guo)(guo)家標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)(nian)來,我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)又成(cheng)功(gong)研(yan)(yan)制了(le)新型稀土雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)舉措在(zai)很(hen)大程度上增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)(neng)、工藝性(xing)能(neng)(neng)(neng)及(ji)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)(neng)。韓國(guo)(guo)(guo)(guo)于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)(ji)90年(nian)(nian)代(dai)發(fa)布了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(專利(li)申請號:96190623),其抗(kang)(kang)高(gao)溫氧化(hua)(hua)能(neng)(neng)(neng)力(li)、熱(re)(re)塑性(xing)、沖擊韌性(xing)及(ji)抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)都(dou)較優。國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)外雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)典(dian)型牌(pai)號及(ji)化(hua)(hua)學成(cheng)分如表(biao)1.4所列。


表4.jpg